在 Nginx Stream 层“改写”MQTT ngx_stream_mqtt_filter_module

1、为什么要修改 CONNECT 报文？

• 多租户隔离：自动为接入设备追加租户前缀，后端按 ClientID 拆分队列。
• 零代码鉴权：将入站用户名替换为 OAuth Access-Token，后端 Broker 统一校验。
• 灰度发布：根据 IP/地理位写入不同后缀，让同一客户端同时连到测试与生产集群。
• 兼容旧设备：早期固件不支持密码，网关可注入随机密码并回传至 IAM。

2、指令速查

指令	作用	典型配置
mqtt on;	在虚拟主机启用 MQTT 过滤	server { mqtt on; … }
mqtt_buffers N S; (1.25.1)	单连接缓存 N × S 字节处理 PUBLISH/ACK	mqtt_buffers 256 2k;
mqtt_set_connect field value;	重写 CONNECT 字段（clientid / username / password）	mqtt_set_connect clientid "$geoip_city_$remote_addr";

弃用：mqtt_rewrite_buffer_size ≤ 1.25.0；新版本统一用 mqtt_buffers。

3、最小示例：按照 IP 段自动打上租户前缀

# 自动映射租户
geo $remote_addr $tenant {default   default_;10.0.0.0/16  corpA_;172.16.0.0/12 corpB_;
}stream {server {listen 18883;proxy_pass   10.0.0.20:1883;   # 后端 EMQXmqtt on;# ① 每连接缓存 256×2 KB，适配高并发发布mqtt_buffers 256 2k;# ② 重写 ClientID / Usernamemqtt_set_connect clientid  "$tenant${mqtt_preread_clientid}";mqtt_set_connect username  "$tenant${mqtt_preread_username}";}
}

效果
接入设备 sensor01 若来自 10.1.2.3，Gateway 转发的实际 ClientID 将变为 corpA_sensor01。后端可据此分配独立 ACL 与 Topic。

4、高级玩法

需求	配置要点
灰度：5 % 设备流向新集群	map $mqtt_preread_clientid $bucket { … } + 两条 proxy_pass
密码托管：IoT Hub 统一颁发	mqtt_set_connect password "$secure_token";
QoS 带宽保护	配合 limit_conn_zone / limit_rate 控制单租户并发与速率
TLS 终端	ssl_preread on; → Nginx 解 SNI，再走 MQTT 过滤

5、性能调优

场景	建议
大量小消息（<= 256 B）	mqtt_buffers 512 512; 减少 re-alloc
高并发长连接（≥ 50 K）	缩小 buffer，配合系统 net.core.somaxconn
频繁改写大字段	保持 mqtt_buffers N S ≥ 字段最大长度，防止 rewrite too long 错误
观测重写结果	access_log 增加 $mqtt_preread_clientid $mqtt_preread_username

6、安全注意事项

1. 字段长度：MQTT 规范 ClientID ≤ 23 字节（3.1.1），> 23 会被后端拒绝；重写前需 if ($clientid ~ "^.{1,23}$") { … }。
2. 密码明文：模块不自动加密；建议启用 TLS + Password Hash。
3. 回环风险：若网关与 Broker 在同一台 Nginx，需要拆分端口或使用 proxy_bind。

7、结语

ngx_stream_mqtt_filter_module 把「MQTT 连接级改写」下沉到 L4，配合 Stream 生态（keyval / limit_conn / js 等）即可实现动态租户隔离、无感鉴权与流量灰度。对于千万级设备同时在线、高频推送的 IoT 平台，它既保证极低延迟，又提供丰富的运营 & 安全钩子 —— 只需几行配置，你的 Nginx 就能变身“智能 MQTT 接入网关”。